基于磁极参数的表贴式永磁同步电机齿槽转矩研究*

洪 涛， 鲍晓华， 刘佶炜， 李仕豪

(合肥工业大学 电气工程与自动化学院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

表贴式永磁同步电机(SPMSM)具有结构简单、效率高、转矩电流比高、功率因数高等优点，因此在现代工业领域已得到越来越广泛的应用。永磁体和开槽电枢铁心之间的相互作用不可避免地导致齿槽转矩[1]，从而导致转矩波动、振动和噪声，并影响系统的控制精度和运行稳定性。齿槽转矩是永磁电机的特殊问题之一，也是设计和制造高性能永磁电机时必须考虑并解决的关键问题。

对于SPMSM，气隙磁密接近矩形波，含有大量谐波分量，文献[2-3]通过改变永磁体的磁极参数优化气隙磁密波形来抑制齿槽转矩。文献[4]利用遗传算法(GA)优化永磁电机的形状以实现齿槽转矩最小化,并通过数值试验验证了该方法的有效性。文献[5]使用具有离散偏斜角的表面安装永磁体并基于GA优化程序来削弱齿槽转矩。文献[6-8]提出了极宽调制和极幅调制相结合的方法，采用宽度一致的分块永磁体和不同剩磁强度材料组合的方法，削弱了气隙磁密中的谐波。相似地，采用不同永磁材料相同永磁体厚度的组合磁极也可以减小气隙磁密中的谐波含量，Shen等[9-10]对此方法进行了大量的研究。通过改变永磁体形状等方法[11-13]来削弱齿槽转矩已获得了不错的成果，例如文献[14]对永磁体削极处理下的边缘厚度进行了分析和优化。文献[15]引入磁极加长系数改变极弧系数的分配比来削弱齿槽转矩。文献[16]采用不等厚分段式永磁体代替传统永磁体来削弱齿槽转矩并达到了预期效果。……